Jul. 26, 2024
影响等离子去胶效果的工艺参数有很多,主要包括工艺气体及流量,射频功率,射频频率,去胶时间,真空压力值以及腔体温度。具体各参数对等离子去胶效果的影响如下:
工艺气体如氧气、氩气、四氟化碳等,其流量的多少直接影响电离后能够生成的等离子体数量的多少。氧气作为灰化化学反应中最主要的介质气体,流量越大,腔体内氧气离子密度也就越高,与晶圆接触机会也增大,灰化反应更快;但氧气流量太大,腔体内氧气离子密度太高,离子的复合程度也变高,整个腔体的电离强度也随着电子运动的自由程缩短而降低。
功率决定了气体形成离子态的能量大小,功率越大能够激发越多的气体形成离子态,从而提高腔体内活性离子的密度,提高灰化速率,去胶清洗效果越明显,但其余参数不变的前提下,功率越大,腔体内温度越高,且当气体流量达到饱和后,一定射频功率能激发的离子体也会达到饱和,需根据实际条件配合气体流量及工艺要求选择。
作为等离子激发的能量源,激励源的频率一般选择13.56MHz和2.45GHz。激励源的频率影响工艺气体的电离程度,气体形成等离子体的程度会随着射频频率的增加而增大,但是过高的频率,会导致电子振幅缩短,当振幅比电子自由程还短时,电子与氧气分子碰撞机率也会大大降低,影响最终电离率。
其余参数不变的前提下,清洗时间越长,去胶效果自然越明显,但是过长的时间会造成腔体温度会增加,伴随着温度升高,对某些不耐高温及易损工件会造成损坏,因此不适宜长时间清洗。
腔体内的真空度会影响工艺气体的电离程度,真空度越高,电子运动的平均自由程越大,能量也就越大,越有利于电离。但是过高的真空度反而会造成气体离子密度降低,从而使去胶效果变差。
腔体温度同样能够影响等离子去胶速率,温度越高,反应腔内气体离子越活跃,化学反应越剧烈,去胶效果也越好。但是过高的腔体温度,一方面会使均匀性变差;另一方面可能对其基底本身造成损伤,影响灰化后的成品率,因此要严格控制腔体的温度,为去胶清洗工艺营造一个良好的环境。
据实验测试统计,在影响等离子去胶效果的工艺参数中,温度对等离子去胶的速率影响最大,其次是射频功率、工艺气体流量,排在最后的是真空度,并且这些参数基本都呈现出正比关系。
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